題 目:百年物理學(xué)的啟示
時(shí) 間:2005年5月31日
地 點(diǎn):中國(guó)科學(xué)院研究生院禮堂
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慶祝中國(guó)科學(xué)院學(xué)部成立50周年
——“走中國(guó)特色的自主創(chuàng)新之路”系列活動(dòng)
報(bào)告人:全國(guó)人大常委會(huì)副委員長(zhǎng),
中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)路甬祥
第六,是物理學(xué)與生命科學(xué)之間相互作用。生命是物質(zhì)的,所以物理學(xué)的發(fā)展也必定要涉及涵蓋生命物質(zhì)規(guī)律的研究。物理學(xué)與其他自然科學(xué)交叉與相互作用,曾經(jīng)產(chǎn)生并形成了化學(xué)物理學(xué)、生物物理學(xué)和心理物理學(xué)以及天體物理學(xué)、地球物理學(xué)、大氣物理、海洋物理和空間物理等諸多的交叉學(xué)科,這種交叉和相互作用最突出的表現(xiàn)還在于,20世紀(jì)的生命科學(xué)在物理學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)生了革命性的變化,也就是DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)以及分子生物學(xué)的發(fā)展。
1953年,美國(guó)生物學(xué)家沃森和英國(guó)化學(xué)家克里克發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。1954年,俄裔美國(guó)物理學(xué)家伽莫夫提出核苷酸三聯(lián)體的遺傳密碼。1958年,克里克提出了遺傳信息傳遞從DNA到RNA再到蛋白質(zhì)的中心法則。1961年,法國(guó)生物學(xué)家雅各布和莫諾提出了基因的功能分類(lèi)和調(diào)節(jié)基因的概念等等,在這以后,幾乎所有對(duì)生命現(xiàn)象的研究,都深入到了分子水平,去尋找生命本質(zhì)規(guī)律,分子生物學(xué)成為了生命現(xiàn)象研究的核心領(lǐng)域和發(fā)展生物技術(shù)原理的源泉。
1970年,基因重組開(kāi)辟了基因技術(shù)工程應(yīng)用的可能性,從而使人類(lèi)看到了運(yùn)用生物技術(shù)造福人類(lèi)的廣闊前景。生命科學(xué)的這種革命性的變革,正是物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等相互交叉的結(jié)果,在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中,物理學(xué)的概念與方法以及物理學(xué)家深入到生命科學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行探索,為此做出了重要的貢獻(xiàn)。所以現(xiàn)在看來(lái),學(xué)生命科學(xué)和學(xué)物理之間,包括和數(shù)學(xué)之間,沒(méi)有不可跨越的鴻溝。許多有成就的生命科學(xué)家,有些就是來(lái)自于物理學(xué)、化學(xué)等其它領(lǐng)域。有許多原本學(xué)物理的科學(xué)家,他成名以后,興趣轉(zhuǎn)移到去參與生命科學(xué)的研究。量子力學(xué)的創(chuàng)立者薛定諤,1944年寫(xiě)過(guò)《生命是什么》,這本書(shū)曾深刻地影響了一批物理學(xué)家和生物學(xué)家的思想,促成了分子生物學(xué)誕生出了三個(gè)基本的學(xué)派,這就是比德?tīng)柎淼幕瘜W(xué)學(xué)派,德?tīng)柌紖慰舜淼男畔W(xué)派,以及肯德魯代表的結(jié)構(gòu)學(xué)派。
物理學(xué)的X射線(xiàn)晶體衍射方式,為結(jié)構(gòu)學(xué)派認(rèn)識(shí)生物大分子的晶體結(jié)構(gòu)提供了有力的手段。我們科學(xué)院的生物物理所,在這方面比較強(qiáng)。物理學(xué)家伽莫夫率先提出了三聯(lián)體密碼方案,有利地推動(dòng)了信息學(xué)派的成長(zhǎng)。我相信,三個(gè)學(xué)派最終是要共同合作,才能根本揭示生命現(xiàn)象的整體奧秘。結(jié)構(gòu)是重要的,生命現(xiàn)象內(nèi)部以及內(nèi)外之間的信息傳遞,也肯定是重要的。生命現(xiàn)象的信息傳遞,能量傳遞,物質(zhì)傳遞,許多是通過(guò)化學(xué)方法轉(zhuǎn)化的。因此生化也依然是生命科學(xué)一個(gè)的重要基礎(chǔ),這是毫無(wú)疑問(wèn)的。同時(shí),我們也要重視生命科學(xué)對(duì)物理學(xué)的影響,量子論的重要?jiǎng)?chuàng)立者之一玻爾曾經(jīng)號(hào)召物理學(xué)家關(guān)心生命現(xiàn)象研究,他當(dāng)時(shí)的目的,主要還是想在生命現(xiàn)象中尋找量子物理適用的界限。當(dāng)然,今天的物理學(xué)家已經(jīng)把一部分注意力轉(zhuǎn)到生命物質(zhì)方面來(lái),這是一個(gè)大的趨勢(shì)。
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